光伏发电是全球绿色转型的生力军。北京理工大学等国内单位科研团队合作，成功突破钙钛矿/晶硅叠层太阳能电池制备技术难题，并开发出光电转换效率达32.5%、具有长期运行稳定性的钙钛矿/晶硅叠层太阳能电池。相关成果2日在国际学术期刊《科学》发表。
当前，生产生活中较常见的太阳能电池为晶硅电池，其光电转化效率在26%左右。钙钛矿/晶硅叠层电池是一种新型太阳能电池，由晶硅和钙钛矿两种材料组合吸光，相较传统晶硅电池具有发电成本低、光电转化效率高的特点。长期以来，这款新型电池在制备过程中，常出现钙钛矿薄膜不均匀和晶体质量差等问题，导致成品出现缺陷，影响光电转化率和使用寿命。
图为北京理工大学科研团队等开发的钙钛矿/晶硅叠层太阳能电池原型器件。（受访者供图）
“制备这种叠层电池，是在晶硅电池上先镀一层钙钛矿前驱液，该前驱液干燥时逐渐形成晶核并结晶，最后‘长’成宽带隙的钙钛矿薄膜。但由于钙钛矿材料里的组分多样、晶种相态复杂，导致‘长’出的薄膜不均匀。”北理工前沿交叉科学研究院教授陈棋说，团队创新提出宽带隙钙钛矿结晶控制策略，在前驱液中添加长链烷基胺，促使高质量晶核加速“生长”，抑制低质量晶核“生长”，从而制备出均匀的高质量宽带隙钙钛矿薄膜。
北理工材料学院助理教授陈怡华介绍，团队基于这一创新思路，分别制备出1平方厘米和25平方厘米的钙钛矿/晶硅叠层电池，对应实现的光电转换效率为32.5%和29.4%，均优于传统的晶硅太阳能电池。此外，经过最大功率点跟踪测试后，样品展现出长期运行稳定性。
陈棋表示，该成果为钙钛矿/晶硅叠层太阳能电池发展打下关键技术基础，有望推动其产业化应用，提升光伏发电效能，助力能源绿色低碳转型。
